包廣靜

（云南財經(jīng)大學(xué) 國土資源與持續(xù)發(fā)展研究所，昆明 650221）

長期以來對水能資源開發(fā)生態(tài)效應(yīng)的研究，除了關(guān)注局部生態(tài)系統(tǒng)要素變化外，更多的是從流域的角度，將流域視為一個整體，綜合分析水能資源開發(fā)可能對流域上下游或某一河段生態(tài)環(huán)境的影響。這些研究對于有效把握水能資源開發(fā)影響下生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展變化的規(guī)律、特點(diǎn)起到了積極而有益的作用，研究結(jié)果的應(yīng)用使水能資源開發(fā)的生態(tài)友好性不斷得以提高。而在關(guān)注水能資源開發(fā)利用流域生態(tài)效的同時，高山峽谷區(qū)的水能資源開發(fā)卻面臨著另一個更為突出的生態(tài)問題—由生態(tài)系統(tǒng)垂直地帶性所導(dǎo)致的水能資源開發(fā)生態(tài)效應(yīng)在海拔高層上差異，這種差異從局部來看，對水能資源開發(fā)的影響或制約更為直接、明顯。因此，在綜合分析水能資源開發(fā)生態(tài)效應(yīng)的時候，除了應(yīng)從流域縱向上考慮可能產(chǎn)生的效應(yīng)外，還應(yīng)對高梯度生態(tài)效應(yīng)加以分析，進(jìn)而更為全面、系統(tǒng)地對水能資源開發(fā)綜合生態(tài)效應(yīng)做出判斷。

1 高梯度生態(tài)效應(yīng)概念的界定

所謂高梯度效應(yīng),又稱作高度梯度效應(yīng),是指隨著山地的海拔、相對高度以及坡度坡向變化而導(dǎo)致的自然—人文綜合效應(yīng)。不僅包括山地本身的自然—人文綜合效應(yīng),也包括對與之相鄰的洼地（河谷或盆地）或平地（高原面、平原等）的自然—人文的綜合效應(yīng)。這種效應(yīng)是綜合集成式的,形成了地球陸地表面獨(dú)特的地—?dú)狻说木C合耦合系統(tǒng)［1、2］。 參照此概念， 可以對高梯度生態(tài)效應(yīng)做出相應(yīng)的界定，高梯度生態(tài)效應(yīng)是指由于區(qū)域海拔、相對高度以及坡度坡向變化而導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)效應(yīng)。相對于山地高梯度效應(yīng)來說，高梯度生態(tài)效應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是山地自然—人文綜合效應(yīng)中的生態(tài)效應(yīng)。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是隨著海拔、相對高度變化而導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成要素、系統(tǒng)功能的變化。

垂直分異、高度分層是山地特有的地域分異。山地有足夠的海拔和相對高度是發(fā)生垂直分異、高度分層的兩個基本前提。足夠高的海拔使垂直性分異得以充分體現(xiàn),足夠大的相對高度則使垂直帶性分異的產(chǎn)物—山地垂直帶譜、生態(tài)高度分層更加完備。

2 怒江水能開發(fā)中的高梯度生態(tài)效應(yīng)分析

2.1 水能開發(fā)中高梯度效應(yīng)形成的基礎(chǔ)

2.1.1 地質(zhì)環(huán)境基礎(chǔ)

怒江作為我國典型的高山峽谷區(qū)，所在區(qū)域在氣候、土壤、植被等都體現(xiàn)出典型的高梯度差異［14］，沿怒江三縣沿線僅海拔在4000m以上的山峰就有四十多座，從河谷到山頂?shù)淖畲蠛０胃卟钸_(dá)到4390m。這種巨大海拔高差使怒江氣候呈現(xiàn)出 “一山有四季，十里不同天”的立體氣候特征，進(jìn)而使其生態(tài)系統(tǒng)垂直分異明顯。同時，這一區(qū)域山體的巖石多呈破碎狀，風(fēng)化變質(zhì)強(qiáng)烈，覆蓋山體的土壤薄。坡度陡，重力地貌發(fā)育，在高山上部又都分布著較多的重力堆積物和一定數(shù)量的古冰磧物。由于這些堆積物的結(jié)構(gòu)本來就比較松散，再加上半山以上地區(qū)每年冬春時節(jié)常為冰雪所覆蓋，對松散的巖石土壤形成短時的堅固作用，而至夏季冰雪融化時又使之松動，這在一定程度上加重了地層結(jié)構(gòu)的松散性，在多種因素的共同作用下，使得這一地區(qū)非常容易形成泥石流和山體滑坡之類的地質(zhì)災(zāi)害［3］。怒江水能資源開發(fā)所面臨的此種地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)，是水能開發(fā)高梯度生態(tài)效應(yīng)差異的基礎(chǔ)所在。

2.1.2 生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)

怒江州生境敏感區(qū)占了全州面積的85.84%，其中極度敏感區(qū)所占比例最大，占36.61%，其次為高度敏感區(qū)，占31.11%（表1），高度敏感區(qū)與極度敏感區(qū)所占比重超過全州土地面積的60%，說明整個怒江州面臨的生物多樣性保護(hù)責(zé)任重大，從空間分布來看，極度敏感區(qū)、高度敏感區(qū)大多集中于怒江沿岸人口密度高、人類活動頻繁的地區(qū)，而這些區(qū)域也是水電站建設(shè)影響最為直接的區(qū)域。怒江水電開發(fā)將對怒江生態(tài)系統(tǒng)在垂直空間層面上的要素產(chǎn)生相應(yīng)的影響，這種高梯度生態(tài)效應(yīng)的顯現(xiàn)是以生態(tài)系統(tǒng)要素、功能的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，由水能資源開發(fā)對生態(tài)系統(tǒng)不同海拔層所產(chǎn)生的擾動強(qiáng)度及生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力所決定，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的垂直地帶性差異與水電開發(fā)關(guān)聯(lián)時，所形成的生態(tài)效應(yīng)差異及其綜合效應(yīng)。

表1 怒江生境敏感性評價表

2.2 怒江水能資源開發(fā)主要高梯度生態(tài)效應(yīng)分析

2.2.1 不同海拔層自然災(zāi)害誘發(fā)的工程因素增加

怒江由于河流深切，造成一定臨空面，加之怒江主要沿斷裂帶發(fā)育，易產(chǎn)生崩塌等現(xiàn)象，水電開發(fā)對區(qū)域地質(zhì)、地貌及局地氣候的影響存在高梯度差異，不同海拔層自然災(zāi)害的發(fā)生將因受水電開發(fā)影響程度的不同而出現(xiàn)不同;水庫蓄水后，庫區(qū)水體對岸體的侵蝕將加劇山地溝谷地段崩塌、滑坡以及泥石流等自然災(zāi)害的發(fā)生。由于不同梯級電站蓄水后庫區(qū)水體對岸體的侵蝕存在高程差異，所產(chǎn)生的高梯度生態(tài)效應(yīng)也存在差異?？傮w來說，怒江水能資源開發(fā)后，將對不同海拔層同類型或不同類型自然災(zāi)害發(fā)生的頻率產(chǎn)生影響，由于工程本身所導(dǎo)致的自然災(zāi)害發(fā)生率在一定時間內(nèi)將呈上升趨勢。

2.2.2 生物生境空間發(fā)生垂直位移

從怒江水電開發(fā)對物種生境的影響來看，怒江流域過去由于人們認(rèn)識的不足以及受資源開發(fā)手段的制約，森林資源作為一種獲利較快的資源遭到大量破壞，海拔2500m以下的河谷地區(qū)由于人口集中、毀林開荒、陡坡墾殖等因素的影響，森林植被己遭受嚴(yán)重破壞，林地面積很少，200Om以下的低海拔河谷區(qū)森林則基本上被砍伐殆盡。怒江電站在蓄水后會淹沒中山地帶部分次生林，生活于該區(qū)域物種的生境造成影響，其中鹿馬登電站、維西電站、瀘水電站、六庫電站所在區(qū)域分布有珍稀動植物，雖然珍稀動植物主要分布在自然保護(hù)區(qū)和海拔較高的人跡罕至地區(qū)，但水電工程對珍稀動植物的間接影響仍然存在。以規(guī)劃中的馬吉電站來看，馬吉水電站正常蓄水位1570m時，將淹沒林地面積28797畝，淹沒陸地面積44.36km2，動物棲息地將受到影響，而大面積水域的形成，會為水域棲息種類創(chuàng)造更有利的條件，兩棲爬行類的種類、數(shù)量有可能增加，一些原來沒有的鳥類可能自動遷移到庫區(qū)。整體來看，水電開發(fā)造成的河流連續(xù)性的中斷，將對生物物種造成生境隔離效應(yīng)。隨著適宜某些物種生境的生境面積在景觀中的減少，生境損失的重要性會逐漸增加。而新的生境的出現(xiàn)，將為新物種的遷入創(chuàng)造條件。

除對生物物種分布空間產(chǎn)生直接的影響外，水電建設(shè)所導(dǎo)致的水文過程的時間變化也將影響到相關(guān)物種生境的高程分布變化。怒江的魚類、鳥類和植物的生長過程與水文過程具有密切的相關(guān)關(guān)系，怒江流域洪水期發(fā)生在6月初至11月中旬。洪水頻次分布分兩個時段。第一時段為6月下旬至9月上旬，其中7月下旬至8月上旬洪水頻次占37.8%；第二時段是11月上、中旬。建設(shè)水庫后經(jīng)水庫調(diào)節(jié)，原來洪水期的洪水峰值明顯削弱，而枯水期的流量增加，當(dāng)2座龍頭水庫建成后調(diào)節(jié)作用更明顯，主要月份流量比天然情況減少約3O%。水文情勢的變化，將給流域的動植物帶來不同程度的影響。如怒江云文鰻鱺，洄游距離能長達(dá)2000km，洄游產(chǎn)卵一般在豐水期，洪水期是其產(chǎn)卵旺盛期。卵和幼魚的發(fā)育期都與水文狀況有關(guān)，大壩建設(shè)后水文狀況的變化，將直接或間接對其繁殖、發(fā)育產(chǎn)生影響。區(qū)內(nèi)水流變緩有利于浮游及底棲生物的生長繁殖，喜緩流水生活和靜水生活的魚類的數(shù)量將在水庫內(nèi)增加，而一些適應(yīng)怒江現(xiàn)河道生境的喜急流淺灘生境的魚類，將會失去原有的棲息、繁殖場所及餌料來源［5］。某些植物其種子需要借助河流散布，特別是洪水期由于洪水的漫溢更增加了種子向河流兩岸灘地傳播的機(jī)會。建壩后，洪水期的洪水峰值的削弱，將使植物種子隨水流散布的空間范圍發(fā)生變化，從而影響其空間分布格局。對于河流廊道內(nèi)的鳥類來說，其習(xí)性與氣候因素有關(guān)，同時與河流廊道的植被、河流豐枯變化等生境因素都有密切的關(guān)系［6］。建壩前后，水文變化對動植物的影響示意見圖1。

2.2.3 可利用土地空間縮減，生態(tài)壓力增加

對于怒江來說，其大于25°的陡坡地占了全州土地總面積的60%以上，不宜作為耕地的面積比重較大，現(xiàn)有用地模式已對土地生態(tài)安全造成了巨大的壓力。怒江州境內(nèi)怒江、瀾滄江流域11個梯級電站 （其中苗尾電站不在怒江境內(nèi)但影響、淹沒涉及怒江）共淹沒土地面積168.06km2，安置失地農(nóng)民50699，根據(jù)云南省大中型水電移民安置規(guī)劃預(yù)測，怒江2020年水電移民安置用地需求量合計為3622.33hm2。其中，農(nóng)用地3311.84hm2，占移民安置土地需求總量的91.42%；建設(shè)用地310.49hm2，占移民安置土地需求總量的8.58%。水電開發(fā)后，河谷區(qū)域耕地數(shù)量的減少，將迫使一些自發(fā)性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動空間上移，包括陡坡耕地的開墾、放牧等農(nóng)業(yè)活動。這種變化一方面改變了人類活動原來的影響區(qū)域，另一方面使整個區(qū)域可用于農(nóng)業(yè)發(fā)展空間進(jìn)一步壓縮，作用強(qiáng)度進(jìn)一步增加。與生物為了適應(yīng)新的環(huán)境而被迫改變其生境不同，人類生產(chǎn)生活空間的垂直位移，強(qiáng)度的增加，對生態(tài)環(huán)境的影響更為明顯，將使得怒江的生態(tài)環(huán)境面臨更高的壓力。

2.2.4 景觀空間格局重組

隨著大壩蓄水后，生物生境的空間位移，農(nóng)事生產(chǎn)活動空間范圍的重組，將使怒江峽谷區(qū)域景觀空間格局發(fā)生重組。這種重組最初表現(xiàn)為大壩建設(shè)及水庫蓄水所導(dǎo)致的物理空間的變化。這種變化存在三種可能。第一種情形，原有生物生境空間及農(nóng)事活動維持在水能開發(fā)之前海拔高程之內(nèi)，景觀空間變化僅表現(xiàn)為河谷區(qū)水域面積的增加，如圖2中的類型A。 第二種情形，原有生物生境空間及農(nóng)事活動的突破原來的海拔上限，向上位移，以彌補(bǔ)因水域邊界上升所導(dǎo)致其原有活動空間的損失，如圖2中的類型B。對于怒江來說，其中山帶以上分布有世界級、國家級及省級自然保護(hù)區(qū)，活動空間向上拓展的可能性較小，空間上限能否被突破，往往視需要保護(hù)區(qū)域的敏感性、重要性而定。第三種情形，上下空間邊界的同時收縮，這種情形的發(fā)生往往是原來處于較高海拔區(qū)域保護(hù)區(qū)為了提高保護(hù)的有效性或生物生境自然變遷，使保護(hù)區(qū)空間范圍向下延伸，使得人類生產(chǎn)生活空間區(qū)域進(jìn)一步壓縮，如圖2中的類型C。以上三種情形空間變化示意見圖2。

三種可能發(fā)生的情形中，空間變化類型C受到的壓力最為明顯，生態(tài)環(huán)境的承載量大大增加，水能資源開發(fā)可能導(dǎo)致的生態(tài)風(fēng)險也隨之增加；空間類型變化A所承受的生壓力次之，空間變化類型B從空間范圍來看，人類及生物相關(guān)活動的上移可彌補(bǔ)水能開發(fā)導(dǎo)致的空間損失，但人類活動影響區(qū)域的整體上移，勢必也會增加怒江中山帶以上區(qū)域保護(hù)與發(fā)展的矛盾。綜合來看，無論怒江水能資源開發(fā)后，生物群落及人類活動空間如何變化，其生態(tài)景觀格局都將發(fā)生重組，這種重組對于生物物種來說是一種新環(huán)境的形成，對于人類來說，雖然不像生物那樣對這種空間變化敏感，但適應(yīng)新的環(huán)境、新的發(fā)展政策將是一次重大的挑戰(zhàn)。

3 怒江水能開發(fā)高梯度生態(tài)效應(yīng)的空間劃分

根據(jù)不同的梯度，可以將水電開發(fā)的高梯度生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行空間劃分，如對某一重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)域，可將水電開發(fā)可能導(dǎo)致的影響分為重點(diǎn)影響區(qū)域、次級影響區(qū)及影響緩沖區(qū)等。而影響等級的確立則可根據(jù)不同的要素來確定，如處于生物多樣性保護(hù)區(qū)，水電開發(fā)面臨的生物多樣性保護(hù)的約束較強(qiáng)，則可根據(jù)該區(qū)域生境敏感性或與生物多樣性相關(guān)的因素來確定不同級別的影響區(qū)域。

結(jié)合怒江生態(tài)功能區(qū)的劃分來看，怒江水電開發(fā)的高梯度生態(tài)關(guān)聯(lián)可分為三個層次：2000m以下河谷地區(qū)是怒江人類活動的主要地區(qū)，也是水電工程建設(shè)的區(qū)域，水電開發(fā)帶來的影響較直接，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注水電開發(fā)對水體環(huán)境系統(tǒng)的影響；海拔2000～2500m之間，是土壤侵蝕敏感性較高區(qū)域分布較集中區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)水電開發(fā)過程對水土流失的防治及森林植被的保護(hù)；而2500m以上則是怒江重要的生態(tài)功能保護(hù)區(qū)，直接受水電開發(fā)的影響較小，但應(yīng)重點(diǎn)考慮水電開發(fā)過程對自然災(zāi)害的潛在影響及自然保護(hù)區(qū)生物保護(hù)生境面積的需求（表2）。

4 結(jié)語

區(qū)域地質(zhì)空間類型的差異是生態(tài)系統(tǒng)垂直地帶性差異產(chǎn)生的前提，生態(tài)系統(tǒng)空間構(gòu)成的垂直地帶性差異是水能資源開發(fā)高梯度生態(tài)效應(yīng)差異產(chǎn)生的關(guān)鍵。水能資源開發(fā)生態(tài)效應(yīng)的顯現(xiàn)受多種因素影響，在關(guān)注水能開發(fā)中的流域縱向生態(tài)效應(yīng)外，垂直空間上的效應(yīng)也是綜合評價水能開發(fā)生態(tài)效應(yīng)的重點(diǎn)，特別對怒江此類高山峽谷區(qū)，其垂直空間上生態(tài)效應(yīng)更為重要。在一定程度上，垂直空間上的生態(tài)效應(yīng)的發(fā)揮對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的變化起著決定性作用，對于怒江此類高山峽谷區(qū)域，高梯生態(tài)效應(yīng)應(yīng)作為其核心生態(tài)效應(yīng)來加以考慮，以解決突出的生態(tài)問題。

表2 怒江水電開發(fā)高梯度生態(tài)效應(yīng)

高山峽谷區(qū)在提供有利的水電開發(fā)地質(zhì)環(huán)境條件外，其地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)也決定了水能開發(fā)生態(tài)效應(yīng)的多樣性，以怒江為例所討論的水能資源開發(fā)高梯度生態(tài)效應(yīng)，具有典型代表性。水能資源開發(fā)垂直空間上體現(xiàn)出的生態(tài)效應(yīng)具有多層級性、立體性、交叉性的特點(diǎn)，對其生態(tài)效應(yīng)的評價應(yīng)在現(xiàn)有評價的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)對高梯度生態(tài)效應(yīng)特點(diǎn)的把握，以提高生態(tài)影響評價的科學(xué)性，全面性。調(diào)控措施方面則應(yīng)根據(jù)不同高梯度生態(tài)效應(yīng)的空間劃分，采取分區(qū)調(diào)控的對策，建立合理有效的生態(tài)保護(hù)體系，協(xié)調(diào)水能資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系。

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